作者: 宋腾辉 窦峥 林云

　　随着软件无线电技术的发展，智能无线电技术逐渐成为通信领域关注的热点，并给无线通信带来新的发展空间。讲座将分为3 期对智能无线电技术技术进行介绍：第1 期讲述智能无线电技术的背景及发展现状；第2 期详细介绍了智能无线电技术中的关键技术——软件无线电的架构，并从其应用及通用平台设计角度分析各类平台的优缺点；第3 期介绍了软件无线应用中的多种开发工具。

　　1 智能无线电背景及发展现状

　　软件无线电（SDR）和认知无线电（CR），是目前智能无线电技术技术讨论的主要热点。随着SDR 和CR 的深入研究，人们已经意识到其潜在能力不仅停留在最初要解决的问题上，还可以具有超出通信领域更广泛、更强大的应用。第1 节从智能无线电技术需要解决的问题入手，介绍了SDR 和CR 概念的由来、关键技术概述以及应用情况，并讨论了SDR和CR 的关系。

　　1.1 无线通信中的两个问题

　　随着通信技术的发展，出现了越来越多的信号形式和各种各样的无线通信系统及标准，通信行业出现了空前的繁华。伴随着这些系统和标准发展也出现了两大问题，针对这两个问题智能无线电技术被提出并得到了广泛探讨。

　　不同通信系统间的协同工作、无缝连接、多标准及多模式兼容成为了一大难题。例如，在大规模普及的无线移动通信中，随着各种新标准、新协议的不断发布，无线系统制造商和通信服务提供商不得不通过系统升级，融入先进的技术，不断为用户提供高质量的通信服务。但是，从1G到4G 的发展过程中，暴露出一些体制升级带来的严重问题。对系统的反复重新设计和硬件的不断更新换代，不仅消耗昂贵的成本，而且浪费了很多资源，同时给终端用户也带来诸多不便。为此，越来越多的服务提供商和用户都开始关注能经得起时间考验的无线通信系统，而不是像现在的系统（随着技术的发展，不断地面临被淘汰、废弃的尴尬境地）。当然，这些问题并非仅存在于移动通信中，而是一直普遍存在于各类通信形式中。在这样的背景下，人们在无线通信系统设计中提出了一种经得起时间考验的系统设计方法—— 软件无线电。

　　无线通信中的另一个重要问题是频谱资源的有效利用率低。目前对于频谱资源管理，国际上采用的通用做法是实行授权和非授权频率管理体制，对于授权频段，非授权者不得随意使用。美国联邦通信委员会（FCC）的研究表明，在大部分时间和地区，授权频段的平均利用率在15～85%之间。另一方面，开放使用的非授权频段占整个频谱资源的很小一部分，而在该频段上的用户却很多，业务量拥挤，无线电频段已基本趋于饱和。静态的频谱分配原则导致频谱资源利用极不均衡。显然，真正的问题不是频谱资源的匮乏，而是我们目前采用的固定频谱分配制度，该制度是一种频谱利用率极其低下的分配制度。如何对不可再生的频谱资源合理再利用并实现频谱共享，已成为目前全球性的研究热点。为解决频谱资源的有效利用问题，基于软件无线电的认知无线电应运而生了。

　　1.2 软件无线电

　　软件无线电提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效而且相当经济的解决方案，可以通过软件升级实现功能提高。软件无线电可以使整个系统（包括用户终端和网络）采用动态的软件编程对设备特性进行重配置，也就是说相同的硬件可以通过软件定义来完成不同的功能。